大部分工程结构都不同程度的存在着力学性能不均匀性,如焊接接头。常规的单轴拉伸试验方法可以得到不均匀材料的整体性能,而局部性能对改善加工工艺、分析结构的承载能力和变形行为至关重要,所以测定材料的局部力学性能具有重要意义。 本文提出通过双孔微剪切试验测量非均匀材料的局部强度及变形特性的方法。首先对这种方法进行了重复性试验,分析了影响其测量精度的因素,并对重复精度进行了评定。选取三种不同的均匀材料如管线钢、紫铜、6063铝分别进行了双孔微剪切试验和拉伸试验。总结出剪切屈服强度和拉伸屈服强度,最大剪切强度和抗拉强度之间的关系。然后在低匹配的管线钢焊接接头上进行了局部区域的强度测试。在试验基础上通过建立有限元模型,对双孔微剪切的力学过程进行分析,同时分析了压头形状对试验结果的影响。借助有限元模型,采用有限元反推法得到了材料的塑性变形的本构关系,即真应力应变曲线。为了提高双孔微剪切试验测量材料变形性能的效率,利用拉伸试验得到的真应力应变曲线与曲线拟合反推法相结合得出了材料局部的由微剪切参数确定的应变硬化指数n。